風光電互補發電實訓系統

一、產品概述

本產品是集于太陽能發電及風力發電為一體的新型教學實驗系統�？赏瓿娠L力發電和太陽能發電及基站的供電及并網逆變電源系統集成的相關實驗及教學演示�？梢詭椭鷮W生，進一步理解風力發電及太陽能光伏發電系統的理念、系統集成原理、單元組成、部件認知等方面的學習和工程實際應用技能。

1 、產品特點

系統實驗平臺集成了室內溫 / 濕度儀，風速測量、光照度測量系統，讓使用者操作起來更直觀。

系統采用 32 位數字化 DSP 技術，對蓄電池充放電進行全智能化的管理。

系統 DC-AC 并網同步電源，采用高頻脈沖調制技術。具有小體積、高效率及高功率因數輸出。

系統面板上采用直觀的數字表和液晶顯示，讓用戶了解當前系統工作狀態。

系統上的離網電源可以為用戶提供交流 110V/220V 純正弦波交流電能。

風光互補并網發電實訓系統，使用簡便、無噪音、無污染。

系統增加市電與風光互補發電切換模塊，讓實驗更具操作性。

增加分布式供電原理與實驗電路，讓學生增加對新知識的理解

一、主要技術規格參數

1 、系統規格

系統工作電壓： 12/24V DC 220VAC

系統最大電流： 50A

系統最大功率： 900W

2 、單晶硅太陽能電池規格

組件尺寸 (L*W*H) ： 680*100* 28mm

要求功率： 100W

要求工作電壓： 17.05 ± 0.5V

要求工作電流： 5.2 ± 0.10A

短路電流： 5.85 ± 0.10A

開路電壓： 21 ± 0.5V

模擬小太陽模塊： 220VAC 500W 金鹵燈或 1000W 自然色太陽投光燈

3 、風機力發電機參數

額定功率： 400(W)

額定電壓： 12/24(V)

額定電流： 33.3/16.7 （ A ）

風輪直徑： 1.65(m)

啟動風速： 1.5(m/s)

額定風速： 9.6(m/s)

安全風速： 35(m/s)

工作形式：永磁同步發電機

風葉旋轉方向：順時針

風葉數量： 3 （片）

風葉材料：玻璃增強聚丙烯材料

電機材料：鋁合金 & 不銹鋼

4 、模擬風洞模塊

風量： 32073 m з /h

風壓： 388Pa

轉速： 1440 r/min

功率： 2.2kW

可調風速： 0 ～ 13 級連續可調

4 、風光互補控制器規格

工作電壓： 24VDC

充電功率： 1000W

光伏功率： 150W

風機功率： 450W

充電方式： PWM 脈寬調制

充電最大電流 35A

過放保護電壓 11V

過放恢復電壓 12.6V

輸出保護電壓 16V

卸載開始電壓（出廠值） 15.5V

卸載開始電流（出廠值） 15A

控制器設有蓄電池過充、過放電保護、蓄電池開路保護、負載過電壓保護、夜間防反充電保護、輸出短路保護、電池接反保護、欠壓和過壓防震蕩保護、均衡充電、溫度補償、光控開關功能；

負載為 100W 以下的 12V/24V 直流負載，控制單元一通道為常開輸出，另一通道為多類定時輸出（光控開、光控關，定時開、定時關，）。

5 、離網逆變電源

直流輸入電壓： 9 ～ 16VDC 電壓可選

額定蔬出功率： 300W 功率可選

輸出電壓： 110/220VAC

輸出波形：純正弦波

輸出頻率： 50Hz

工作效率： 85%

功率因數： >0.88

波形失真率≤ 5%

工作環境：溫度 -20 ℃ ～ 50 ℃

相對濕度：﹤ 90 ﹪（ 25 ℃ ）

保護功能：極性反接、短路、過熱、過載保護

6 、并網同步逆變電源

AC 標準電壓范圍： 90V ～ 140V/180V ～ 260VAC

AC 頻率范圍： 55Hz ～ 63Hz/45Hz ～ 53Hz

并網輸出功率： 400W

輸出電流總諧波失真： THDIAC <5%

相 位 差： <1%

孤島效應保護： VAC;f AC

輸出短路保護： 限流

顯示方式： LED

待機功耗： <2W

夜間功耗： <1W

環境溫度范圍： -25  ℃～ 60 ℃

環境濕度： 0 ～ 99%(Indoor Type Design)

7 、測風系統模塊

測量范圍 風速： 0 ～ 60m /s 風向： 0 ～ 360 °

精 度 ± 0.1m /s ± 3 °

工作電源： AC 220V ± 20% 50HZ ， DC12V 、 5V 或其他供電。

記錄間隔： 1 分鐘～ 240 分鐘連續可設置

內部存儲： 4M bit

通訊接口： RS-232/485/USB 通訊

環境溫度： -40 ℃ ～ 50 ℃

轉速傳感器： 0 ～ 5000 風力發電機轉速檢測顯示（室內）

8 、電表規格

直流電流表：× 2 個， 20A ， 顯示模式︰ 0.5 ” LED

直流電壓表：× 2 個， 50V ， 顯示模式︰ 0.5 ” LED

交流電壓表：× 2 個， 500V ，顯示模式︰ 0.5 ” LED

交流電流表：× 2 個， 5A ， 顯示模式︰ 0.5 ” LED

時間、溫 / 濕度表：× 1 個， -20 ～ 99.9 ℃ 顯示時間，室內溫、濕度

9 、負載：

風扇：× 1 個，額定電壓： 12/24V ，工作電流： 0.25A ，功率： 3W

交通燈： 1 組 (R,G,B) ，額定電壓： 12/24V ，工作電流： 0.25A ，功率： 3W

蜂鳴器：× 1 個

馬達：× 1 個，額定電壓： 12/24V ，工作電流： 0.35A ，功率： 5W 轉速： 20rmp/min

交流線性電阻負載： 3 ～ 100W 連續可調

直流模擬負載： 12V/24V/28WLED 路燈板，帶 PWM 調光功能，輸出功率可設置

10 、電池：閥控式密封鉛酸蓄電池

額定電壓： 12V

額定容量： 55Ah

充電方法（恒壓），循環︰最大充電電流為 5.6A

11 、監測系統：

高性能風光互補智能控制器，含 PC 端 Zigbee 無線監控模塊，與太陽能教學模塊 Zigbee 發射模塊，透過 IEEE802.15.4 標準無線協定截取 I( 電流 )V( 電壓 ) 值至 PC 端顯示以便監控。

12 、系統外形尺寸；長 5000 ×寬 4000 ×高 2100 （㎜）主操作臺附滾輪方便推動至戶外教學。

注：（該長、寬、高 尺寸為系統安裝后所占教室面積）

13 、監控軟件

PC 監控模塊：監控主機、監控軟件。

顯示內容：蓄電池電壓、風機電壓、光伏電壓、風機電流、光伏電流、風機功率、光伏功率，能量模擬圖，當前風速（米 / 秒），當前風向（度），當前風力資源平估。

當前風資源數據主界面

二、教學及研究實訓項目

2 、 1 、永磁同步風力發電機系統運行過程風能量變換演示和實驗

實驗 1 、風力發電基礎理論原理性實驗

實驗 2 、風力發電系統設計實驗

實驗 3 、風力發電控制技術實驗

實驗 4 、風力發電相關測量技術實驗

實驗 5 、風力發電基礎理論與應用技術仿真實驗

實驗 6 、發電機轉速與輸出電壓關系實驗

實驗 7 、發電機轉速與輸出電流關系實驗

實驗 8 、發電機轉速與輸出頻率關系實驗

實驗 9 、風速即轉速與出功率關系實驗

2 、 2 、太陽能電池控制運行過程光能量變換演示和實驗

實驗 1 、光伏電池的伏安特性；

實驗 2 、光伏發電的負載特性測試；

實驗 3 、光伏電池輸出功率與入射角的關系；

實驗 4 、輸出功率與光照強度的關系；

實驗 5 、最大功率點跟蹤實驗測試；

實驗 6 、控制器原理實驗；

實驗 7 、蓄電池充放電控制實驗；

實驗 8 、蓄電池保護實驗；

實驗 9 、光伏陣列設計實驗；

實驗 10 、太陽能照明系統設計；

實驗 11 、太陽能系統電器負載實驗；